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泡沫对发酵工程的影响与控制 制作： 叶 良 大纲 泡沫产生的原因及其稳定性 泡沫对发酵的危害 泡沫的消除和防止 消泡剂的选择 常用消泡剂的种类 泡沫产生的原因及其稳定性 外 力 ：通气，搅拌 内 力 ：发酵过程中产生的气体聚结生成 稳定性：①表面张力 ↑ ②表观黏度 ↓ ③机械强度 ↓ *浓度，温度，PH，表面积 影响泡沫稳定的因素 培养基灭菌的方法和操作 举例：蜜糖培养灭菌温度从110℃上升到130℃，灭菌时间0.5h，发酵系数几乎增加一倍 影响泡沫稳定的因素 在发酵过程中，培养基的性质随着细胞的代谢活动在不断变化也因此影响泡沫的消长。 泡沫对发酵的危害 ①减少发酵的有效容积，若不加控制，过多的泡沫通过排气管溢出，造成发酵液流失。（逃液） ②过多的泡沫可能从罐顶的轴封渗出罐外，这就增加了染菌的机会 ③使部分菌体粘附在罐盖或罐壁上，而失去作用； ④泡沫严重时，影响通气搅拌的正常进行，妨碍代谢气的排出，对菌体呼吸造成影响，甚至使菌体代谢异常，影响生产率。 泡沫的消除和防止 主要方法： 机械消除 消沫剂消除 * 减少起泡物质 减少产泡外力 菌种选育 机械消沫 机械消沫：靠机械强烈振动、压力的变化，促使气泡破裂，或借机械力将排出气体中的液体加以分离回收 机械消沫 优越性：①不需要引进外界物质如消沫剂 ②可减少培养液性质复杂化的程度， 也可节省原材料，减少污染机会， 无副作用。 缺点：①对黏度较大的流态型泡沫几乎无作用。 ②不能从根本上消除引起稳定泡沫的因 素。 机械消除 机械消除 消泡剂消沫 消泡剂：消泡剂可以使气泡表面弹性减小。当气泡受到振动或者外力作用时，泡壁界面也增大，引起气泡表面层密度降低，气液界面的表面张力则显著减小，有利于气泡内气体分子向外冲出，使气泡发生破裂。 优点：来源广泛、消泡效果好，作用迅速可靠，用量少，容易实现自动控制 消泡剂消沫 当泡沫的表层存在着由极性的表面活性物质形成双电层时，可以加入另一种具有相反电荷的表面活性剂，以降低泡沫的机械强度或加入某些具有强极性的物质与发泡剂争夺液膜上的空间，降低液膜强度，使泡沫破裂。 ——— 降低机械强度 消泡剂消沫 当泡沫的液膜具有较大的表面粘度时，可以加入某些分子内聚力较小的物质，以降低液膜的表面粘度，使液膜的液体流失，导致泡沫破裂。 ——— 降低表观黏度 消泡剂的选择 ①同时降低液膜的机械强度和表面黏度 ②较小的表面张力和溶解度 ③对微生物无毒，不影响氧传递 ④耐高温高压，浓度低而效率高 ⑤对产品质量和产量无影响，成本低，来源广泛 常用消泡剂的种类 天然油脂：来源容易，价格低，使用简 单，一般来说没有明显副作 用，如豆油、菜油、鱼油等。 常用消泡剂的种类 聚醚类：在生产上应用较多的是聚氧丙 烯甘油（GP）和聚氧乙烯氧丙烯 甘油(GPE)。 G P型：消泡剂亲水性差，在发泡介质中的溶解度小， 抑泡能力强 GPE型：消泡剂亲水性较好，在发泡介质中易铺展，消泡 能力强 --- GP+GPE=泡敌 常用消泡剂的种类 高级醇类 ：高级醇类十八醇是较常用的一 种，可以单独或与载体—起使 用。 硅 酮 类 ：硅酮类消沫剂主要是聚二基 硅氧烷及其衍生物。 The end 结束丶谢谢 * * 玉米浆＞花生饼粉＞黄豆饼粉 培养基的配比及原材料组成 通气与搅拌的强度 影响泡沫稳定的因素 罐内消除 灌外消除 。